Fichiers
Shapefile
Le format Shapefile est le premier standard de facto
pour stocker des données vecteurs dans des fichiers, créé par ESRI en 1998. Il reste aujourd’hui l’un des formats les plus répandus. Sur QGIS, certains plugins travaille directement à partir du Shapefile ou en produisant un Shapefile.
Le Shapefile est en fait constitué de plusieurs fichiers, gardant le même nom avec des extensions différentes. Pour Le Shapefile TRONCON_ROUTE
, on a :
- TRONCON_ROUTE.shp
: contient les vecteurs, il est le
chef
, celui qu’il faut ajouter comme couche au SIG
- TRONCON_ROUTE.dbf
: contient les attributs, au format dBase
- TRONCON_ROUTE.shx
: contient l’index, pour retrouver efficacement les vecteurs (et leur position dans TRONCON_ROUTE.shp
) d’après une étendue géographique donnée.
MapInfo est un logiciel concurrent. Son format est lui aussi devenu standard de facto
. Dans le même principe, une couche TRONCON_ROUTE
se répartit en 2 fichiers :
TRONCON_ROUTE.mif
: vecteurs
TRONCON_ROUTE.mid
: attributs
Les multiples fichiers sont solidaires pour la même couche : l’un ne peut pas être exploité sans les autres. Ceci pour des raisons historiques : pour des raisons de performances d’accès, il était peu pratique de traiter avec une archive. C’était plus simple en éclatant par fichier. Encore aujourd’hui, ce design permet d’ouvrir en lecture de très lourds shapefiles, en ne chargeant que le nécessaire au fil de la navigation dans la vue cartographique de QGIS, grâce à l’index du Shapefile.
De ce fait, pour transférer une donnée Shapefile ou MapInfo, on l’archive généralement au format ZIP.
Spatialite
Prononcé en Anglais SQL-Lite
, SQLite n’est à l’origine pas spécifique à la géo. C’est une base de données relationnelle dans un seul fichier. Il est fonctionnellement similaire au format de base de données Microsoft Access.
Le fichier .sqlite
contient des tables. Tout comme dans MySQL ou PostgreSQL, chaque table contient des lignes (les entités) et des colonnes (les attributs).
Ce format est prometteur, du fait de sa simplicité logique (équivaut à un répertoire de Shapefiles) et sa capacité de rassembler un jeu de données complet.
ASC et XYZ
- Formats rasters
- Contenu ASCII brut
- Fortements compressibles
Ce sont des formats textes. Il est intéressant d’en vérifier la structure interne pour la démystifier et comprendre la logique raster. En effet, la relative simplicité de ces formats (comparée à celle de format binaires compressés comme le JPEG) aide à comprendre comment le raster encode l’information en amont de la représentations et éviter la confusion entre raster et image.
ASC : grille ASCII
Le format ASC se définit par une grille de valeurs séparées par des espaces. Chaque ligne représente un Y donné et chaque Ne
valeur sur la ligne un X donnée.
En quelque sorte, c’est un CSV qu’on pourrait ouvrir dans un tableaur si on enlève les premières lignes du fichier qui constituent l’en-tête de géoréférencement.
Voici par exemple à quoi ressemble l’île d’Ouessant dans l’éditeur de texte :
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 41 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 19 26 26 34 35 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 19 30 10 23 29 35 23 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 22 0 17 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
XYZ : nuage de points 2D
Le format XYZ est texte aussi mais prend une approche différente : chaque point est présent sur une ligne avec ses coordonnées X
, Y
puis les valeurs des bandes successives. Il est donc plus lourd que l’ASC.
Voici un extrait du MNT de la France métropolitaine. Sur chaque ligne, on a une coordonnée X puis Y suivie de la valeur d’altitude :
630000 7101000 0
631000 7101000 1
632000 7101000 2
633000 7101000 5
634000 7101000 5
635000 7101000 5
636000 7101000 5
637000 7101000 4
638000 7101000 5
639000 7101000 3
640000 7101000 5
GeoTIFF
Le GeoTIFF est un fichier TIFF
qui contient des informations de géoréférencement.
- l’image bitmap peut être compressée sans perte ou non-compressée (très lourd mais rapide d’accès)
- l’image peut être enregistrée par dalle, ce qui accélère l’accès aux grandes échelles
- des miniatures de l’image peuvent être stockées directement dans le fichier, ce qui accélère l’accès aux petites échelles
GIF : encodage par palette de couleurs
Le format GIF (Graphics Interchange Format)
gère les couleurs par palette de 256 couleurs maximum par fichier. Ces 256 couleurs sont libres. Ainsi, quand on enregistre une image en GIF, le logiciel de retouche photo génère la palette la plus adéquate pour l’image.
Cette limitation dégrade fortement des images photo, mais les fichiers GIF sont en revanche légers. Un fond de carte IGN, par exemple peut être enregistré en GIF car en tant que dessin légendé
, le nombre de couleurs employées est limité et inférieur à 256.
Le GIF permet la transparence, mais en tout ou rien : les dégradés de transparence (semi-transparence) ne sont pas gérés donc un pixel et soit 100 % ou 0 % transparent.
En tant que raster, le GIF a une bande unique : les index de couleurs
, qui renvoient à la palette. Quand une image GIF est chargée dans QGIS, celui-ci génère un style à base de palette, laquelle est extraite du fichier pour faire partie du style de la couche.
PNG : une compression qui respecte le pixel
Le format PNG (Portable Network Graphics)
permet à la fois des couleurs en palette de 256 couleurs, à la fois de couleurs réelles RVB, en 24 bits habituel et même jusqu’à 48 bits par pixel.
Le PNG permet la transparence comme le GIF ainsi que les dégradés de transparence.
Sa compression est sans pertes !
L’algorithme utilisé est proche de celui du ZIP, adapté pour mieux fonctionner avec les images.
En tant que raster, le PNG a 4 bandes
: les composantes rouge, vert et bleu ainsi que la transparence
. En effet, le PNG permet des dégradés de transparence, on n’a donc plus une seule valeur interprétée comme no data
mais une bande à part entière pour définir la transparence de chaque pixel, entre 0 % et 100 %.
JPEG : une compression avec pertes
La compression JPEG suit le principe du MP3 pour la musique : l’oeil et l’oreille humains ont une sensibilité particulière et irrégulière du phénomène physique. Ces algorithmes s’appuient sur ces propriétés pour économiser des octets d’information.
L’oeil humain et plus sensible aux contrastes. La forte présence d’une couleur altère la perception relative des autres couleurs, de la même façon qu’un bruit fort et sec en musique diminue la perception des harmoniques, qui n’ont alors plus besoin d’êtres encodés avec autant de précision que si elles étaient isolées.
Le JPEG ne convient donc pas, en général, pour des captures d’écran et plus généralement les images où le pixel a un sens
, car l’altération se remarque alors fortement. Au contraire, le sens d’une photographie n’est pas dans le pixel mais dans ses contrastes (image de la réalité visuelle). En revanche, le JPEG est 2 à 3 fois plus léger en poids que le PNG, laissant le choix du compromis entre poids et qualité.
En fait, le JPEG ajoute à cette méthode de compression une compression sans perte, comme le ZIP. Pour cette raison il est inutile de compresser en ZIP un fichier JPEG car l’économie de taille a déjà été faite.
En tant que raster, le JPEG a 3 bandes
: les composantes rouge, vert et bleu.
Information de géoréférencement : World File
Contrairement au GeoTIFF, les formats GIF, PNG et JPEG ne permettent pas d’intégrer les informations de géoréférencement. Pour cela, il existe une méthode interopérable : le World File.
Le World File
est un fichier supplémentaire, reprenant le nom du fichier image, avec une extension différente avec la lettre W
:
- Le World File de l’image raster.gif
se nomme raster.gfw
ou raster.gifw
- Le World File de l’image raster.png
se nomme raster.pgw
ou raster.pngw
- Le World File de l’image raster.jpg
(ou raster.jpeg
) se nomme raster.jgw
ou raster.jpgw
(ou raster.jpegw
)
Inutile de mémoriser ces conventions : retenons simplement que le World File est ce fichier très léger avec le W
qui accompagne l’image pour lui donner sa référence géographique : il est automatiquement reconnu par QGIS lors de l’ajout de la couche et automatiquement généré quand on enregistre un raster en GIF, PNG ou JPEG.
Le fichier World File
contient 6 lignes, 6 nombres qui définissent la relation polynomiale entre les coordonnées de l’image (unités pixels
) et celles du raster (en unités cartographiques).
Exemple de World File indiquant une résolution de 1.8069238
et les coordonnées du coin supérieur-gauche (X
= 265042
, Y
= 6250675
. La résolution Y
est négative car l’image va de haut en bas quand le repère géographique va du sud au nord :
1.80692380652128493
0
0
-1.80692380652128493
265042.27579408587189391
6250675.4523934768512845
